Принципы корректировки шихты в период плавки   

   Помимо чугуна, в доменной печи образуется шлак, в который переходят не восстановившиеся оксиды элементов, т.е. СаО, MgO, АI2О3, Si02 и небольшое количество МnО и FеО, причем СаО специально добавляют к железорудной шихте для получения жидкого шлака.

   Наведение в печи жидкого текучего шлака необходимо прежде всего для выведения из печи составляющих пустой породы железных руд, вносимых агломератом и окатышами, а также золы кокса. Основу пустой породы большинства руд так же, как и основу золы кокса, составляют Si02 и А12О3, температура плавления которых (соответственно 1710 и 2050 0С) выше температур в доменной печи, в связи с чем они в печи расплавиться не могут. Поскольку доменная печь не приспособлена для удаления твердых продуктов плавки, необходимо перевести оксид Si02 и А12О3 в жидкую фазу, что достигается добавкой в шихту агломерации флюса известняка, вносящего оксид СаО, который, взаимодействуя с Si02 и А12О3, образует легкоплавкие химические соединения. Последние при температурах доменного процесса расплавляются, переводя пустую породу и золу кокса в жидкую фазу — шлак, который периодически выпускают через летки, освобождая печь от непрерывно поступающих сверху невосстанавливаемых оксидов. Другой важной функцией, шлака является десульфурация.

   Основными стадиями сложного процесса шлакообразования в доменной печи являются: нагрев и размягчение железосодержащей части шихты, ее плавление, стекание в горн первичного шлака с изменением его состава, присоединение к нему золы кокса, формирование окончательного состава в горне.

   При опускании в печи шихтовых материалов сохраняется их слоевое расположение (чередование слоев агломерата и кокса), и материалы остаются твердыми до поступления в участки печи с температурами около 1000-1100 0С, где начинается пластичная зона.

   В верхних наружных слоях этой зоны происходит размягчение и переход в пластичное состояние железосодержащих материалов со слипанием отдельных кусков в: скопления, в толще зоны,  где температура выше, начинается и протекает плавление, а ниже нее (где температуры составляют около 1200-1250 0С) оксидная фаза и восстановленное железо находятся в расплавленном состоянии и твердым остается лишь кокс. Эта зона пластичности или зона первичного шлакообразования может быть разной по форме и толщине и располагаться на разной высоте в зависимости от распределения шихтовых материалов и газового потока по сечению печи, расхода кокса и теплового состояния горна и печи, расхода дутья, состава и прочности агломерата и его восстановимости и ряда других факторов.

   Формирующаяся ниже зоны пластичности жидкая оксидная фаза — расплавленные пустая порода агломерата и окатышей и не восстановившиеся оксиды FeO и МnО — образует первичный шлак. По составу он отличается от конечного шлака в горне, в первую очередь более высоким содержанием FеО (до 5-15%) и МnО. Первичный шлак каплями стекает в горн через слой кокса («коксовую осадку»), при этом изменяется его состав. В результате прямого восстановления железа и марганца в шлаке уменьшается содержание FеО и МnО, и он становится более тугоплавким. На горизонте фурм к шлаку присоединяется зола кокса (в основном SiO2 и Аl2О3), Придвижении капель (особенно в горне) в шлак переходит сера. В районе горна в результате восстановления кремния несколько уменьшается количество SiO2 в шлаке.

   Конечный шлак на 85-95 % состоит из SiO2,  Аl2О3 и СаО и содержит: 38-42% SiO2, 38-48% СаО, 6-20% Аl2О3, 2-12% MgO,  1-2% МnО и 0,6-2,5% серы (в основном в виде CaS). Температура шлака несколько выше температуры чугуна и составляет 1400-1560 0C.

   Состав шлака, его физические свойства, основность и количество оказывают существенное влияние на ход доменной плавки и показатели работы печи.

   Для выбора состава шлака недостаточно знать температуру, так как некоторые из сплавов становятся хорошо подвижными при температуре, значительно превышающей температуру плавления. Например, самый легкоплавкий сплав — СаО AI2O3 . 2Si02, содержащий примерно 62 % Si02, 14 % Al2O3 и 24 % СаО, температура плавления которого равна 1170 0C, приобретает хорошую текучесть лишь при нагреве до 1600 0C. Поэтому необходимо учитывать данные о вязкости шлаков.

   Вязкость — это внутреннее трение, препятствующее течению жидкости; она является величиной, обратной текучести. Вязкость существенно понижается с ростом температуры.

   Для нормальной  работы доменных печей вязкость шлака должна составлять 0,3-0,6Па*с.

   Основность шлаков является их важной технологической характеристикой. Ее выражают величиной отношения содержания основных оксидов в шлаке к содержанию кислотных: CaO/Si02.

Похожие записи:
  • Особенности шлакового режима ведения плавки при выплавке стали в мартеновской и двухванной печи
  • Дефосфорация металла в окислительный период
  • Сырьё и периоды плавки в мартеновской печи
  • Специальные способы электроплавки стали
  • Термодинамика разложения карбонатов
  •